[导读] 我们大家都知道在火力发电厂中自动化基础的最终执行单元—电动阀门，在机组的自动控制系统中，不论是数量上还是重要性上都占据举足轻重的地位
1 概述
我们大家都知道在火力发电厂中自动化基础的最终执行单元—电动阀门，在机组的自动控制系统中，不论是数量上还是重要性上都占据举足轻重的地位，具不完全统计一台300MW机组中有几百台电动阀门，这些电动阀门工作特性的好坏，对系统的控制质量和安全经济运行影响甚大，据调查，约有相当数量现场运行的电动阀门存在着不同程度的卡涩和内漏(即漏汽、漏水、漏油、漏风、漏灰、漏粉、)现象。这不仅直接影响机组自动化的提高，而且还造成了大量被控介质不必要的流失，增加了单位能耗，直接影响机组的经济效益，严重时甚至影响到机组的出力。选择高质量的电动阀门和改造现有的电动阀门是至关重要的，否则，再完美的控制思路、控制策略也难以达到预想的控制效果。
2 电动阀门内漏现象产生的原因
在火力发电机组中从发电的工艺流程来看电动阀门应用最多是水、汽系统，而选择这些电动阀门看似即简单又复杂，简单的是过程介质非常简单，只有水和蒸汽两种,而水、汽又受燃料煤质和机组负荷的影响，复杂的是水和蒸汽的温度和压力波动范围大，这就给电动阀门的工作环境带来了如蒸汽的闪蒸、气蚀、冲刷、噪音、腐蚀等一系列问题，造成电动阀门的泄漏(内漏、外漏)，内漏、外漏的原因很多，但产生电动阀门内漏的主要原因有以下几个方面：
2.1电动门制造质量引起的内漏
阀门制造厂家在生产过程中对阀门材质、加工工艺、装配工艺等控制不严，致使密封面研磨不合格、对麻点、沙眼等缺陷的产品没有彻底剔除，造成了电动阀门内漏。
2.2电动阀门控制部分影响阀门的内漏
电动阀门的传统控制方式是通过阀门限位开关、过力矩开关等机械的控制方式，由于这些控制元件受环境温度、压力、湿度的影响，造成阀门定位失准，弹簧疲劳、热膨胀系数不均匀等客观因素，造成电动阀门的内漏。
2.3电动阀门调试问题引起的内漏
受加工、装配工艺的影响，电动阀门普遍存在手动关严后电动打不开的现象，如通过上下限位开关的动作位置把电动阀门的行程调整小一些，则出现电动阀门关不严或者阀门开不展的不理想状态;把电动阀门的行程调整大一些，则引起过力矩开关保护动作;如果将过力矩开关的动作值调整的大一些，则出现撞坏减速传动机构或者撞坏阀门，甚至将电机烧毁的事故。为了解决这一问题，通常，电动门调试时手动将电动阀门摇到底，再往开方向摇一圈，定电动门的下限位开关位置，然后将电动阀门开到全开位置定上限开关位置，这样电动阀门就不会出现手动关严后电动打不开的现象，才能使电动门开、关操作自如，但无形中就引起了电动门内漏。即使电动阀门调整的比较理想，由于限位开关的动作位置是相对固定的，阀门控制的介质在运行中对阀门的不断冲刷、磨损，也会造成阀门关闭不严而引起的内漏现象。
2.4选型错误造成阀门的空化腐蚀引起电动阀门的内漏
空化与压差有关，当阀门的实际压差△P大于产生空化的临界压差△Pc、并在出口压力P2≥Pv时，就产生空化，空化过程中气泡破裂时释放出巨大的能量，对阀座、阀芯等节流元件产生巨大的破坏作用，一般的阀门在空化条件下最多运行三个月甚至更短时间，即阀门遭受到严重的空化腐蚀，致使阀座泄漏量高可达额定流量的30%以上，这是无法弥补的，因此，不同用途的电动门都有不同的具体技术要求，要按照系统工艺流程来合理选择电动阀门至关重要。
2.5介质的冲刷、电动阀门老化引起的内漏
电动阀门调整好后经过一定时间的运行，由于阀门的气蚀和介质的冲刷、阀芯与阀座产生磨损、内部部件老化等原因，则会出现电动阀门行程偏大、电动阀门关不严的现象，造成电动阀门泄漏量变大，随着时间的推移，电动阀门内漏现象会越来越严重。
3 应有高科技解决电动阀门关不严、内漏问题
目前，随着电力工业的高速发展，200MW、300MW、600MW、100MW等大容量、高参数机组相继投入运行，在电网中发挥了主力机组的作用。在厂网分开，独立经营的情况下，减少非计划停机次数，提高机组等效可用系数，节能降耗，减人增效，改善机组运行环境，提高经济效益，确保主、辅设备在最佳状态下运行，是各个发电公司所追求的目标。
在火力发电厂中电动阀门设备随小，但与机组的安全、稳定、经济运行密切相关，电动阀门的长期内漏不仅造成大量能源的浪费，而且直接影响机组的经济效益，如用于汽机本体电动阀门疏水时，由于电动阀门的内漏可能造成凝汽器真空降低，当凝汽器真空低于设计要求时，将直接影响机组的经济性和安全性，据计算，300 MW机组真空每下降1kPa，煤耗率增大2g/kWh, 出力下降2.2MW以上，因此，研究更加行之有效的可靠方法，来预防、推迟、解决新建机组和改造以投产机组原有电动阀门的内漏问题，是发电厂用户和电动阀门生产厂家都非常关注的课题。
针对电动阀门关不严、内漏的难题，我们与辛集市申科自动化仪表有限公司合作，共同开发电动阀门控制装置，在构思和设计时充分体现了超前意识，充分考虑到安装、改造、调试、维护等管理的实施，秉承装置简单实用，标准化程度高、模块化、模拟力矩、互换性好，安装、调试方便，免维护的设计思想，成功的研制了ZWD-05B智能定位器控制装置，通过电厂试验，彻底解决了电动阀门关不严、内漏的难题。该控制装置具有如下特点：
3.1该控制装置有效的解决了目前各类电动阀门存在的关不严以及手动关严后电动又打不开，电动阀门限位开关、过力矩保护开关不易调整，以及电动阀门调整好后经过一段时间运行，又出现的关或开位置不理想的问题，有效地解决了电动阀门的内漏问题。
3.2 该控制装置实现了微型化、模块化、免维护的设计思想，使得现场安装调试非常简单，既可以安装在电动阀门的配电盘、抽屉柜中，也可以安装在电动头的内部，通过手持式的编程器可以直观地对电动阀门进行参数设置，电动阀门调试好后不需要任何维护。这不仅适用于电动阀门制造企业升级换代产品，而且也适用于对已投运电厂的电动阀门进行技术改造。
3.3该控制装置具有完善的各种保护功能，当电机发生短路、过载、过力矩、过热、过电流、电机空转等均有完善的保护，不会出现电动阀门电机烧毁的事故，同时各种故障均有记录。
3.4该控制装置彻底摆脱了传统的被动控制方式，采用先进的智能化技术来模拟过力矩保护和限位保护，取消了需要进行复杂调整的机械式力矩开关、限位开关。
3.5 该控制装置具有自学习功能，只要经过现场调试确定，模块内部的微处理器就自动建立了一套适用于该电动门的数学模型，微处理器根据电动阀门中电机电流的变化，分析和判断阀门以及电机的工作运行状态，并将这些状态信息与建立的数学模型进行比较分析和运算，自动地进行修正，确保电动阀门开、关的准确定位。
4 控制装置的构成及控制原理
ZDW-05B型控制装置主要由定位器模块MK、电流传感器U1 、U2和电源开关K1这三部分组成，控制原理如图一所示。
DCS- K、DCS-G分别是DCS控制系统或其他控制系统发送来的开和关的指令接点，电流传感器U1 、U2将采集到的电机电流参数信号输入到模块内部的微处理器中，当电机正常工作时，模块内部常闭接点(第5、6号接线端子)闭合，当阀门完全关闭或开展到位时，以及阀门出现严重卡塞现象、电动机断相(任意相断电)、电机单向运转时间超过设定值等故障时，模块MK能够检测并加以识别，模块内部的常闭接点断开，切断交流接触器CQK或CQG线圈的控制回路，交流接触器触点释放，电机断电停止运转;如交流接触器发生触点粘连现象，电机会继续运转，模块检测到此故障后，将在切断交流接触器CQK或CQG线圈的控制回路后的0～255秒(默认值为2秒)可调时间范围内启动模块内部的常开触点(第3、4号接线端子，保护接点)闭合，使控制电机的电源开关K1断开，彻底切断电机的供电电源。
5 ZDW-05B型智能定位器控制装置在实际改造中的应用
ZDW- 05B型智能定位器控制装置实现了微型化、模块化、免维护的设计思想，对原有电厂电动阀门的改造非常容易，只是将ZDW-05B型智能定位器模块(81×53×106毫米)安装在电动阀门的配电盘、抽屉柜中或者安装在电动头内部，使用与之配套的手持式编程器，经过简单的调试即可使用。
2004 年在河北华电石家庄热电有限公司选取了五个内漏比较严重、具有代表性的电动阀门进行了技术改造试验，经过近一年的运行考验，效果非常理想，达到了预期的目的，2005年我们又分别对16#、17#、21#—24#炉部分电动阀门进行了这样的技术改造，共计安装ZDW-05B型智能定位器控制装置200套，取得了良好效果。一年多来，采用ZDW-05B型智能定位器控制装置进行技术改造后的200套电动阀门运行情况良好，无一例有阀门内漏现象。
应用 ZDW-05B型智能定位器控制装置对现有电动阀门进行技术改造，具有投资少、见效快，简单方便的特点。改造后不仅大大减轻了运行、维修人员的劳动强度，而且可以明显提高机组的经济效益和安全可靠性。在新建机组中直接选用ZDW-05B型智能定位器控制装置，效果更佳，可有效的延长电动阀门的使用寿命。
虽然在老机组改造、新建、扩建工程中选用ZDW-05B型智能定位器控制装置需花费一定资金，但换来了机组良好的经济效益，因此，可以说用ZDW-05B型智能定位器控制装置解决电动阀门关不严、内漏的问题，实际上是一项高回报的投资行为。
6 结束语
近些年来国内火力发电厂的运行和管理水平在不断提高，火电厂长期以来只注意安全生产，忽略经济运行的现象引起了管理者们的高度重视，但就节能、环保还没有引起足够的重视，距国外先进国家相比尚存在着一定的差距，特别是在节能降耗方面还有很大潜力需要开发。